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¿Por qué hay un giro al desagüe de la bañera?

Al principio pensé que era porque, de Coriolis, pero luego alguien me dijo que en la bañera escala que no es la fuerza predominante en este fenómeno.

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Dori Puntos 1325

La vorágine es debido a que el momento angular neto el agua antes de que comience el drenaje, lo cual es bastante aleatorio.

Si la circulación se debe a las fuerzas de Coriolis, el agua siempre drenaje en la misma dirección, pero hice el experimento con mi fregadero justo ahora y observó el agua de girar en diferentes direcciones en los diferentes ensayos.

La fuerza de Coriolis es proporcional a la velocidad del agua y la velocidad angular de la Tierra. La tierra de la velocidad angular es $2\pi/24\ {\rm hours}$, o alrededor de $10^{-4}\ s^{-1}$. Si el agua de la velocidad a medida que se drena la es $v$ de la aceleración de Coriolis es acerca de $10^{-4} v\ s^{-1}$.

El agua se mueve alrededor de un metro, mientras que el drenaje, el cual toma un tiempo de $1\ m/v$, por lo que el total de la velocidad impartida por las fuerzas de Coriolis podría ser en la mayoría de las $10^{-4} v\ s^{-1} * 1\ m/v = 10^{-4} \ m/s$.

Por lo que el efecto de Coriolis es un pequeño efecto. Pero este primer orden de efecto Coriolis no causa el agua para girar.

La dirección de la fuerza de Coriolis depende de su dirección de movimiento. Toda el agua de la bañera se está moviendo en la misma dirección, por lo que la fuerza de Coriolis empuja a todos hacia la misma dirección. El efecto es que si la bañera comienza perfectamente plana y comienza a drenar (y que en puntos del norte), toda el agua se obtendrá empujado oriente. Los dos bordes de la bañera tendrá muy ligeramente diferentes profundidades de agua, debido a la fuerza de Coriolis está empujando hacia los lados.

La fuerza de Coriolis podría crear "spinning" en uniforme-movimiento del agua, pero sólo como un segundo efecto. A medida que se aleja de la línea del ecuador, la fuerza de Coriolis cambios. Este cambio en la fuerza de Coriolis es debido a que el ángulo entre el "norte" y la velocidad angular del vector de cambios de la Tierra como usted se mueve alrededor; más al norte (en el Hemisferio Norte), el "norte", la dirección se acerca más y más a hacer un ángulo recto con la velocidad angular del vector, por lo que la fuerza de Coriolis incremento en la fuerza. El tamaño de este efecto sería proporcional a la relación entre el tamaño de la bañera para que el radio de la Tierra. Esa relación es $10^{-7}$, por lo que este efecto es completamente despreciable.

La fuerza de Coriolis también podría crear algunos "spinning" si las diferentes partes de que el agua se mueve a diferentes velocidades. Si la bañera está drenando hacia el norte en el hemisferio norte, y el agua cerca de la de drenaje se está moviendo más rápido que el agua lejos, entonces el agua, cerca del desagüe sería empujado a este más que el agua lejos. Si se elimina el efecto promedio de la fuerza de Coriolis, lo que quedaba sería este empuje cerca del desagüe y del oeste de empuje lejos. Esto le da a las agujas del reloj girar como se ve desde arriba.

Ya hemos estimado la típica de velocidades como se $\omega L$, por lo que el momento angular por unidad de masa inducida de esta manera estaría en el orden de $\omega L^2$ (pero tal vez menor por un factor de 10). Que sólo $10^{-4}\ m^2/s$. Para conseguir un efecto equivalente, en una tina de $100\ L$, se puede dar solo un litro de agua en el borde de la piscina a una velocidad de unos pocos cm/s, algo que seguramente hacer muchas veces más al quitar el cuerpo de la bañera.

Este efecto es demasiado pequeña para afectar a la bañera, pero todavía es observable en las condiciones adecuadas. De acuerdo a Wikipedia, Otto Tumlirz a cabo varios experimentos en los principios del siglo 20 que demuestra los efectos de las fuerzas de Coriolis en un drenaje de la bañera de agua. La bañera se deja reposar por 24 horas en un entorno controlado antes de que el experimento se inició. Esto fue suficiente para amortiguar el residual de momento angular a la izquierda encima de llenado de la bañera hasta el punto donde Coriolis efectos eran dominantes.

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kamens Puntos 6043

El torbellino que ocurre en el tubo de drenaje, cuya solución óptima para el desagüe de la bañera es un flujo laminar permitiendo la rotación en el tubo. Lo que se ve en la superficie es el partido entre la solución de flujo en el tubo y la solución de flujo en la superficie.

Momento Angular del flujo se modificó mucho, ya que el tubo de giros y vueltas, a veces incluso de desviar hacia arriba y hacia abajo.

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okamiueru Puntos 116

El principal efecto es el momento angular (la inercia de rotación) en el conjunto de agua por diversos movimientos antes de comenzar la observación, tales como salir de la bañera.

Esto se traduce en que el nivel del agua es inferior cerca del centro de rotación de más lejos, la configuración de centripital fuerzas que mantienen la rotación. Cuando la diferencia de niveles es significativo en relación a la media de nivel de agua, observa el típico efecto de torbellino.

Hay otras cosas que suceden, incluyendo la fuerza de Coriolis.

2voto

codingfreak Puntos 168

Usted puede pensar en ello como esto: toma un día para que la tierra realiza una rotación completa (sobre 86k segundos), por otro lado, se toma unos segundos para que el fregadero para drenar (digamos 10 segundos). Por lo que se necesita 8600 veces más a la tierra para hacer una rotación completa de lo que se lleva el agua drene hacia abajo del fregadero. No es demasiado difícil imaginar que la rotación de la tierra puede tener ninguna influencia en el proceso de drenaje de un fregadero.

Sin embargo, si el receptor era el tamaño del lago Michigan y se fueron a la fuga, Coriolis podría desempeñar un papel.

-7voto

James C Puntos 633

Es por el efecto de Coriolis. En el hemisferio Norte, da la vuelta en una dirección, en el hemisferio Sur, alrededor de la dirección opuesta, y va directamente hacia abajo bang en el ecuador.

Negro nativos demostrar el efecto de blanco a los turistas en el video clip de flujo de Agua en el ecuador, el efecto de Coriolis.

Editar:

La de arriba es una tontería, pero lo voy a dejar para evitar que otros están haciendo lo mismo. Videos como el de arriba falso el efecto vertiendo en el agua cerca de la orilla para dar el necesario impulso inicial.

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